Naukowcy opracowali nową metodę wykrywania niskopoziomowych pozostałości pestycydów na owocach przy użyciu membrany pokrytej metalem, co wskazuje, że mycie może nie wystarczyć do usunięcia pestycydów i w celu bezpiecznego spożycia konieczne będzie obieranie.
W nowym badaniu wprowadzono technikę wykorzystującą wzmocnioną powierzchniowo spektroskopię Ramana (SERS) do wykrywania niskich poziomów pozostałości pestycydów w żywności, co sugeruje, że samo mycie może nie wystarczyć do usunięcia pestycydów i konieczne może być obieranie.
Pestycydy i herbicydy mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa żywnościowego na całym świecie, jednak substancje te mogą stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa osób, które je nieświadomie połkną. Ochrona zdrowia ludzkiego wymaga zatem czułych metod analitycznych umożliwiających identyfikację nawet śladowych poziomów potencjalnie szkodliwych substancji. Teraz badacze piszący w ACS Nanolitery opracowali zaawansowaną technologicznie metodę obrazowania do wykrywania niewielkich skażeń pestycydami, a jej zastosowanie na owocach pokazuje, że obecne praktyki w zakresie bezpieczeństwa żywności mogą być niewystarczające.
Metoda analityczna zwana powierzchniowo wzmocnioną spektroskopią Ramana (SERS) zyskuje na popularności jako nieniszcząca metoda wykrywania substancji chemicznych pochodzących z nowoczesnych upraw w produktach rolnych. W przypadku SERS nanocząstki lub nanoarkusze metali służą do wzmacniania sygnałów wytwarzanych przez cząsteczki wystawione na działanie wiązki lasera Ramana.
Wzory utworzone przez rozproszone światło wzmocnione metalem służą jako sygnatury molekularne i można je wykorzystać do identyfikacji niewielkich ilości określonych związków. Chcąc poprawić czułość SERS w wykrywaniu pestycydów, Dongdong Ye, Ke Zheng, Shaobo Han i współpracownicy zaprojektowali pokrytą metalem membranę, którą mogliby ułożyć na produktach uprawianych w gospodarstwie. Chcieli także opracować materiał tak, aby był na tyle uniwersalny, aby można go było zastosować w szeregu innych zastosowań.
Czuła metoda analityczna wykazała, że usunięcie pestycydów rolniczych z żywności takiej jak jabłka może wymagać czegoś więcej niż zwykłego mycia. Źródło: Na podstawie Nano Letters 2024, DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01513
Opracowanie nowej membrany SERS
Naukowcy rozpoczęli od hydrożelowej folii celulozowej, którą rozciągnęli, tworząc ją wyrównaną nanoskala zmarszczki na jej powierzchni. Następnie zanurzyli folię w roztworze azotanu srebra, aby pokryć rowki nanocząsteczkami srebra wzmacniającymi SERS. Powstała membrana była bardzo elastyczna i praktycznie przezroczysta w świetle widzialnym, co stanowiło podstawowe cechy detekcji sygnału SERS.
Podczas testów membrany zawierającej srebro do zastosowań związanych z bezpieczeństwem żywności naukowcy rozpylili pestycydy tiram i karbendazym, osobno lub razem, na jabłka, wysuszyli na powietrzu owoce, a następnie umyli je w sposób naśladujący codzienne praktyki. Kiedy ułożyli membranę na jabłkach, SERS wykrył na jabłkach pestycydy, mimo że chemikalia były obecne w niskich stężeniach. Zespołowi udało się także wyraźnie zidentyfikować sygnatury rozproszonego światła dla każdego pestycydu na jabłkach spryskanych zarówno tiramem, jak i karbendazymem, a także wykryć skażenie pestycydami przez skórkę owocu aż do najbardziej zewnętrznej warstwy miąższu.
Wyniki te sugerują, że samo mycie może nie wystarczyć, aby zapobiec spożyciu pestycydów i że do usunięcia potencjalnego zanieczyszczenia skóry i miazgi zewnętrznej niezbędny będzie peeling – twierdzą naukowcy. Oprócz jabłek wykorzystano także system membran SERS do wykrywania pestycydów w ogórkach, krewetkach, chili w proszku i ryżu.
Odniesienie: „Nanoinżynieria powierzchni celulozy w wizualizacji bezpieczeństwa żywności” autorstwa Zewana Lin, Xiaotong Fu, Ke Zheng, Shaobo Han, Chaoji Chen i Dongdong Ye, 7 sierpnia 2024 r., Nanolitery.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01513
Autorzy potwierdzają finansowanie od Chińskiej Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych.
